wp£yw wezbrań sztormowych morza na sk£ad chemiczny p£ytkich

BIULETYN PAÑSTWOWEGO INSTYTUTU GEOLOGICZNEGO 445: 505–512, 2011 R.
WP£YW WEZBRAÑ SZTORMOWYCH MORZA NA SK£AD CHEMICZNY
P£YTKICH WÓD PODZIEMNYCH W REJONACH NADMORSKICH
NA PRZYK£ADZIE USTKI
EFFECT OF STORM SURGES OF THE SEA ON THE CHEMICAL COMPOSITION
OF SHALLOW GROUNDWATER IN THE COASTAL REGIONS ON THE EXAMPLE OF USTKA
MA£GORZATA PRUSZKOWSKA-CACERES1
Abstrakt. Intruzja wód morskich do ujœciowych odcinków rzek Przymorza jest uzale¿niona od stanów wód rzecznych i morskich. Zjawisko to mo¿e mieæ miejsce w wyniku podpiêtrzenia wód rzecznych przez morze w okresach sztormowych. Obserwuje siê wówczas zmiany
warunków przep³ywu wód i ich sk³adu chemicznego. W artykule przedstawiono wyniki badañ nad jednym z takich zjawisk oraz jego
wp³ywem na jakoœæ wód podziemnych.
S³owa kluczowe: zasolenie wód podziemnych, wybrze¿e morskie, Ustka.
Abstact. Sea water intrusions into the Przymorze costal rivers of the Baltic Sea depend on the relationship between the water levels in
the river and in the sea. It can occur in the periods of storms, when a change in the direction of water flow and the chemical composition of
water is observed. This paper presents a results of a study conducted to describe one of these phenomena and its influence on groundwater
chemical composition.
Key words: groundwater salinity, sea shore, Ustka.
WSTÊP
Problemy intruzji wód morskich do przybrze¿nych
warstw wodonoœnych stanowi¹ wa¿ne zagadnienie badawcze
oraz praktyczne. Zazwyczaj zasolenie wód podziemnych
wi¹¿e siê tu z intensywn¹ eksploatacj¹ warstw wodonoœnych.
Jednak w strefie brzegowej morza intruzja wód morskich
mo¿e mieæ równie¿ naturalny charakter zwi¹zany z oscylacjami stanów morza. Wzd³u¿ polskiego wybrze¿a Ba³tyku wahania poziomu wód morskich zale¿¹ g³ównie od ciœnienia atmosferycznego, si³y i kierunku wiatrów powoduj¹cych napêdzanie wód z jednego akwenu do drugiego oraz spiêtrzanie
lub obni¿anie poziomu morza nawet do ponad 1 m (Pietrucieñ, 1983). Jak wykazuje Girjatowicz (2009) wiatry spiê-
1
trzaj¹ce wodê (dol¹dowe) wiej¹ z kierunków zachodniego
i pó³nocnego, zaœ z kierunków odl¹dowych (wschodni i po³udniowy) odpychaj¹ wodê od brzegu Ba³tyku. Zmiany te wykazuj¹ charakterystyczny roczny cykl. Stwierdza siê podzia³
na dwa okresy. W miesi¹cach wiosennych (marzec–czerwiec)
notowane s¹ najni¿sze stany wód morskich, które na limnigrafie w porcie w Ustce wahaj¹ siê w granicach 490–496 cm. S¹
to œrednie miesiêczne stany wed³ug danych z lat 1951–2000.
Najwy¿szy poziom wód morskich obserwowany jest natomiast w okresie jesiennym (lipiec–grudzieñ). Dla Ustki jest to
œrednio miesiêcznie 505–509 cm (Girjatowicz, 2009). Amplituda tych stanów decyduje o wahaniach wód podziemnych
Politechnika Gdañska, Wydzia³ In¿ynierii L¹dowej i Œrodowiska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdañsk
506
Ma³gorzata Pruszkowska-Caceres
pozostaj¹cych w kontakcie z wodami morskimi. Ka¿da zmiana poziomu morza wp³ywa bowiem na wody podziemne,
szczególnie p³ytko wystêpuj¹ce wody gruntowe. Przy niskich stanach akwen morski jest baz¹ drena¿u dla wód podziemnych i powierzchniowych. Wezbrania morza powoduj¹
natomiast zmniejszenie spadku zwierciad³a wód i w konsekwencji ograniczenie odp³ywu. Ponadto, spiêtrzenie wód
morskich wywo³ane jesienno–zimowymi sztormami mo¿e
dodatkowo doprowadziæ do wlewania siê wód morskich w
ujœciowe odcinki rzek sp³ywaj¹cych do morza i nastêpnie
przenikania ich do wód gruntowych, powoduj¹c zasolenie,
tak jak obserwujemy w Ustce.
Badania przedstawione w niniejszej pracy zmierza³y do
oceny przyczyn i charakteru zmiennoœci sk³adu chemicznego wód podziemnych wystêpuj¹cych w czwartorzêdowej
warstwie wodonoœnej, która w Ustce ma bezpoœredni kontakt z wodam kana³u ujœciowego odcinka rzeki S³upi. Analiza bogatego materia³u archiwalnego oraz badañ w³asnych
pozwoli³a na przedstawienie wyraŸnej zale¿noœci chemizmu
wód podziemnych od po³o¿enia studni wzglêdem kana³u.
Wykazano równie¿, i¿ w czasie wezbrañ sztormowych zasolone wody z kana³u przenikaj¹ do warstwy wodonoœnej.
CHARAKTERYSTYKA OBSZARU BADAÑ
Ustka jest po³o¿ona na wybrze¿u œrodkowym, u ujœcia
rzeki S³upi, w obrêbie jednostki geomorfologicznej Pobrze¿e S³owiñskie. Jest to nizinny i p³aski teren, o charakterze
równin akumulacji rzecznej i morskiej, którego powierzchnia
nieznacznie tylko przekracza poziom morza (2–7 m n.p.m.).
Œrednie temperatury w miesi¹cach letnich wahaj¹ siê w granicach 11–21°C, zaœ zim¹ obni¿aj¹ siê od –4 do 3°C. Opad
roczny œredni wynosi 520–600 mm/rok, a parowanie terenowe nie przekracza 480 mm/rok (Fuszara, 1998). Sztormy no-
towane s¹ na Ba³tyku od paŸdziernika do marca, jednak ich
nasilenie nastêpuje w miesi¹cach listopad–styczeñ. Œrednie
miesiêczne stany wód morskich z wielolecia (1951–2000),
obserwowane w porcie w Ustce, wahaj¹ siê w tym okresie
w przedziale 505–509 cm, a w czasie sztormów poziom
wody wzrasta do 550 cm (Trzeciak, 2001; Girjatowicz, 2009).
Po³o¿enie Ustki wraz z lokalizacj¹ wytypowanych do badañ otworów i wykonanych przekrojów hydrogeologicznych przedstawiono na figurze 1.
Fig. 1. Lokalizacja obszaru badañ, wybranych otworów i przekrojów hydrogeologicznych
Location of the research area, selected wells and lines of hydrogeological cross-sections
Wp³yw wezbrañ sztormowych morza na sk³ad chemiczny p³ytkich wód podziemnych...
507
WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE
W analizowanym rejonie Ustki wody podziemne o charakterze u¿ytkowym wystêpuj¹ w utworach czwartorzêdu
i neogenu. Warstwa czwartorzêdowa jest zwi¹zana z plejstoceñskimi osadami piaszczysto-¿wirowymi ostatniego zlodowacenia, ³¹cz¹cymi siê z piaskami rzecznymi i morskimi holocenu. Zwierciad³o wód podziemnych ma charakter swobodny i wystêpuje na g³êbokoœci 2–5 m, tj. na rzêdnej –0,1
do –1,8 m n.p.m. Maksymalna mi¹¿szoœci utworów wodonoœnych wynosi 18 m (fig. 2). Wspó³czynnik filtracji mieœci
siê w granicach 0,05–0,8 m/h.
Warstwa neogeñska, o mi¹¿szoœci dochodz¹cej do 30 m,
wystêpuje na g³êbokoœci 37–57 m, czyli na rzêdnych –38 do
–53 m n.p.m. w piaskach drobno- i œrednioziarnistych, miejscami mu³kowatych miocenu. Wspó³czynnik filtracji wynosi
0,5–5,1 m/h. Zwierciad³o wód podziemnych ma charakter
subartezyjski i stabilizuje siê na g³êbokoœci na 2,5–8 m, tj. na
rzêdnej –1,2 do –4,8 m n.p.m. (fig. 2). Lokalnie zwierciad³a
wód podziemnych warstwy czwartorzêdowej i neogeñskiej
wystêpuj¹ na podobnym poziomie, wskazuj¹c na mo¿liw¹
³¹cznoœæ hydrauliczn¹ obu warstw wodonoœnych.
Jak wykaza³a Pruszkowska (1996), zasilanie obu warstw
wodonoœnych odbywa siê poza obszarem objêtym badaniami
drog¹ dalekiego kr¹¿enia, poprzez dop³yw lateralny z wysoczyzn morenowych po³o¿onych na po³udnie od Ustki, w odleg³oœci przekraczaj¹cej 1 km od obszaru badañ. Baz¹ drena¿u jest Morze Ba³tyckie. Warstwa wystêpuj¹ca w utworach
plejstoceñsko-holoceñskich kontaktuje siê z morzem i rzek¹
S³upi¹, zaœ warstwa w osadach mioceñskich ma swe wychodnie na dnie morza. Stwierdzono tak¿e, i¿ kana³ rzeki S³upi nie
wykazuje charakteru drenuj¹cego wzglêdem ¿adnej z obu
warstw wodonoœnych (Pruszkowska-Caceres, 2009).
Fig. 2. Przekroje hydrogeologiczne (Pruszkowska-Caceres, 2009)
Hydrogeological cross-sections
508
Ma³gorzata Pruszkowska-Caceres
OCENA ZASOLENIA WÓD PODZIEMNYCH
Obserwacjami objêto studnie wiercone ujmuj¹ce warstwy wodonoœne – czwartorzêdow¹ (6 studni) i neogeñsk¹
(3 studnie), po³o¿one po obu stronach kana³u rzeki S³upi,
a nale¿¹ce do ujêcia miejskiego oraz dwóch z ujêæ przemys³owych (fig. 1). Przeanalizowano sk³ad chemiczny wód
podziemnych z lat 1961–2005. Do ustalenia chemizmu wód
wykorzystywano archiwalne analizy fizyczno-chemiczne
oraz badania w³asne. Próbki wód do badañ w³asnych by³y
pobierane z kranu w obudowie studni jako wody surowe, tak
samo jak próbki analiz archiwalnych. Prezentowane dane nie
odzwierciedlaj¹ zatem g³êbokoœciowej ziemnoœci sk³adu
chemicznego wód, lecz generaln¹ tendencjê panuj¹c¹ w badanej warstwie wodonoœnej.
W pracy wykorzystano archiwalne analizy fizyczno-chemiczne wód z lat 1961–1990 pochodz¹ce z comiesiêcznego
opróbowania studni. Niestety po roku 1990 wiêkszoœæ analizowanych studzien zosta³a wy³¹czona z eksploatacji i w sposób ci¹g³y nie badano w nich sk³adu chemicznego wód.
Uniemo¿liwi³o to œledzenie sezonowych zmian ich sk³adu
chemicznego w póŸniejszym okresie. Badania w³asne przeprowadzono w dwóch okresach w latach 1994–1995 oraz
2004–2005. Próbki wód podziemnych pobierano wówczas
w miesi¹cach luty i sierpieñ.
Stwierdzono, i¿ wody podziemne wystêpuj¹ce w osadach plejstoceñsko-holoceñskich oraz mioceñskich charakteryzuj¹ siê dobr¹ jakoœci¹ i zbli¿onym sk³adem chemicznym. St¹d t³o hydrogeochemiczne ustalono wspólnie dla
wód obu warstw wodonoœnych. Wykorzystano 9 studni
i prawie 2700 wyników analiz fizyczno–chemicznych z lat
1961–2005 (tab. 1).
Lokalnie, w studniach numer XXV-3A, XXV-2A,
XXX-1, II-1A ujmuj¹cych czwartorzêdow¹ warstwê wodonoœn¹, wody wykazywa³y wyraŸnie podwy¿szone stê¿enia
jonu chlorkowego dochodz¹ce do 341 mgCl/dm3, w porównaniu z pozosta³ymi studniami, gdzie chlorki utrzymywa³y siê
na niskim poziomie, nie przekraczaj¹cym 50 mgCl/dm3. Ponadto, w wodach z wymienionych studni obserwowano tak¿e
zwiêkszone iloœci jonu sodowego (do 195 mgNa/dm3), potasowego (do 15 mgK/dm3), strontu (do 1,25 mgSr/dm3) i bromu (do 0,91 mgBr/dm3) oraz wysok¹ mineralizacjê ogóln¹
dochodz¹c¹ do 962 mg/dm3. Niskie by³y natomiast stê¿enia
azotanów (do 0,3 mgNO3/dm3) i jonów amonowych (do
0,39 mgNH4/dm3), œwiadcz¹c o braku wp³ywu czynnika antropogenicznego na sk³ad chemiczny wód podziemnych (tab. 1).
Analiza sk³adu chemicznego wód podziemnych wystêpuj¹cych w zasolonej strefie czwartorzêdowej warstwy wodonoœnej wykaza³a wyraŸn¹ zmiennoœæ czasow¹ i przestrzenn¹.
W celu ustalenia momentu najwiêkszego zasolenia, przeanalizowano dane archiwalne z lat 1987–1990 z dwóch czynnych
studni numer XXV-3A i XXX-1, po³o¿onych w odleg³oœci
odpowiednio 35 i 90 m od kana³u rzeki S³upi (fig. 1 i 3).
Stwierdzono, i¿ maksymalne stê¿enia chlorków w wodach
podziemnych notowane by³y w miesi¹cach styczeñ–marzec.
Analizy fizyczno-chemiczne pobranych próbek wód z kana³u
rzeki S³upi, w odleg³oœci 400 m od brzegu morza w lutym
i sierpniu 1994 i 2004 r, wykaza³y wy¿sze stê¿enia chlorków,
Tabela 1
Sk³ad chemiczny wód w rejonie Ustki (z lat 1961–2004)
Groundwater chemical composition in the area of Ustka (from years 1961 to 2004)
Mioceñska
warstwa
wodonoœna
(1961–2004)
T³o hydrocheCzwartorzêdomiczne wód
wa warstwa
mioceñskiej
wodonoœna i czwartorzêdowej
(1961–2004)
warstwy
wodonoœnej
Rzeka S³upia oko³o 3,5 km
od brzegu morza
Kana³ rzeki S³upi 400 m
od brzegu morza
luty 1994
i 2004 r
sierpieñ 1994
i 2004 r
luty 1994
i 2004 r.
2399,6–2454,0
Morze
Ba³tyckie
w rejonie
sierpieñ 1994
Ustki
i 2004 r.
(luty 2004 r.)
[mg/dm3]
Mineralizacja
ogólna
170,7–578,1
277,4–962,0
300–500
374,2–397,0
365,1–420,5
408,3–785,0
7860,0
Cl–
2,9–28,5
9,4–341,0
10–30
20,1–23,3
17,3–22,9
890,7–998,0
50,6–90,2
4130,0
SO2
4
1,2–25,7
7,9–70,4
10–25
5,2–6,1
4,2–7,9
206,3–210,2
21,7–54,9
588,0
HCO3
122,1–348,5
101,2–110,6
zbyt ma³o danych
190,0–193,5
190,0–195,3
126,8–140,4
156,0–190,5
109,6
Ca 2
51,4–97,2
57,3–88,0
60–90
38,1–40,8
32,0–45,2
50,2–54,0
30,2–49,3
99,3
Mg 2
0,1–73,0
43,8–79,3
10–50
18,9–22,4
17,2–25,8
86,0–91,1
20,0–55,2
302,0
Na+
3,1–15,0
8,5–195,0
10–20
14,3–15,7
10,0–18,5
602,8–618,6
21,4–34,8
2300,0
K+
0,1–3,7
5,4–15,0
0–8
2,9–3,4
1,7–4,0
30,6–37,3
2,5–15,0
56,9
Sr 2
0,01–0,5
0,85–1,25
zbyt ma³o danych
0,3–0,4
0,2–0,4
1,2–1,4
0,3–0,6
3,1
Br–
0,01–0,15
0,11–0,31
zbyt ma³o danych
0,02–0,07
0,01–0,06
3,02–3,13
0,04–0,2
13,9
NO3
0,001–0,32
0,001–0,3
0–0,2
–
–
–
–
–
NH4
0,015–0,45
0,001–0,49
0–0,11
–
–
–
–
–
Wp³yw wezbrañ sztormowych morza na sk³ad chemiczny p³ytkich wód podziemnych...
Fig. 3. Œrednie miesiêczne stê¿enia chlorków w studniach
XXV-3A i XXX-1
Mean monthly chloride ions concentration in wells number
XXV-3A and XXX-1
509
sodu, magnezu, bromu, strontu i mineralizacji ogólnej w miesi¹cu luty ni¿ w sierpniu. By³y one równie¿ wy¿sze w porównaniu z analizami wód z rzeki, pobranymi w odleg³oœci oko³o
3,5 km od brzegu morza (tab. 1).
Na podstawie danych archiwalnych oraz analiz w³asnych
z lat 1994 i 2004, z lutego wybranego roku kalendarzowego,
oceniono charakter zmian sk³adu chemicznego wód w poszczególnych badanych studniach w czasie (fig. 4). Badania
w³asne z lutego 1994 i 2004 r pos³u¿y³y tak¿e do ustalenia
przestrzennej zmiennoœci sk³adu chemicznego wód podziemnych w analizowanej czêœci warstwy wodonoœnej.
Zmiennoœæ tê przedstawiono na wykresach sk³adu chemicznego wód ze studni po³o¿onych wzd³u¿ przekrojów hydro-
Fig. 4. Zmiennoœæ sk³adu chemicznego wód podziemnych z utworów czwartorzêdowych
Changes of Quaternary groundwater chemical composition
510
Ma³gorzata Pruszkowska-Caceres
geologicznych I–I (fig. 1 i fig. 5) i II–II (fig. 1 i fig. 6) oraz
z kana³u rzeki S³upi.
Zaobserwowano czasow¹ zmiennoœæ sk³adu chemicznego wód postêpuj¹c¹ od lat 70., która przejawia³a siê stopniowym wzrostem stê¿eñ chlorków, siarczanów i sodu oraz mineralizacji ogólnej (M). Stwierdzono, i¿ zmiany te wi¹¿¹ siê
najprawdopodobniej z rozpoczêciem intensywnej eksploatacji wód podziemnych w Ustce od koñca lat 60. XX w., œrednio z oko³o 60 m3/h do ponad 100 m3/h, we wszystkich ujmowanych warstwach wodonoœnych (Pruszkowska, 1996).
Sprawdzono, ¿e wy³¹czenie studni lub ograniczenie poboru
wody po 1990 r. nie wp³ynê³o w znacz¹cy sposób na polepszenie sk³adu chemicznego wód podziemnych.
Ustalono, ¿e wzrost stê¿eñ nie by³ równomierny i zale¿a³
od po³o¿enia studni. Najwiêksze zmiany zanotowano w stud-
niach usytuowanych w najbli¿szym s¹siedztwie kana³u rzeki
S³upi, w odleg³oœci od 25 do 100 m (studnie XXV-3A,
II-1A, XXV-2A i XXX-1). Zaobserwowano równomierne
i postêpuj¹ce w czasie przemiany chemizmu wód podziemnych. Natomiast w dwóch studniach bardziej oddalonych od
kana³u o 400–600 m (numer VI-1 i VI-2), wody charakteryzowa³y siê wiêksz¹ stabilnoœci¹ sk³adu chemicznego i tylko
+
nieznacznym wzrostem stê¿eñ jonów Cl–, SO2
4 , Na oraz
mineralizacji ogólnej (M) (fig. 4). Analizuj¹c wykresy przedstawione na figurach 5 i 6, mo¿na zauwa¿yæ, ¿e zaznacza siê
wyraŸna zmiennoœæ przestrzenna sk³adu chemicznego wód
podziemnych w warstwie czwartorzêdowej. W studniach
po³o¿onych blisko kana³u rzeki S³upi (numer XXV-3A,
II-1A, XXV-2A i XXX-1) mineralizacja ogólna, jony chlorkowe, sodu i siarczany osi¹gaj¹ znacznie wy¿sze stê¿enia, ni¿
Fig. 5. Zmiennoœæ sk³adu chemicznego wód podziemnych
z utworów czwartorzêdowych w studniach wzd³u¿ przekroju
hydrogeologicznego I–I
Fig. 6. Zmiennoœæ sk³adu chemicznego wód podziemnych
z utworów czwartorzêdowych w studniach wzd³u¿ przekroju
hydrogeologicznego II–II
Changes of Quaternary groundwater chemical composition along
the wells of hydrogeological cross-section I–I
Changes of Quaternary groundwater chemical composition along
the wells of hydrogeological cross-section II–II
Wp³yw wezbrañ sztormowych morza na sk³ad chemiczny p³ytkich wód podziemnych...
511
Tabela 2
Wartoœci wskaŸników hydrochemicznych
Values of hydrochemical indices
Nr studni
WskaŸnik
XXV-3A
II-1A
VI-1
XXV-2A
XXX-1
VI-2
Kana³
rzeki
S³upi
Morze
Ba³tyckie
Rzeka
S³upia
1,01
rNa/rCl
0,98
0,99
1,02
1,0
0,99
1,01
0,96
0,86
rSO4/rCl
0,17
0,18
0,19
0,18
0,17
0,19
0,16
0,11
0,19
16,74
17,51
19,31
17,64
17,05
19,42
15,53
10,53
19,26
rSO4*100/rCl
rMg/rCa
1,83
1,71
0,96
342,1
1,6
1,65
337,3
332,9
Cl/Br
332,1
334,1
Mg/Sr
63,2
63,7
53,68
62,61
62,61
Ca/Sr
56,8
61,29
92,63
64,35
62,61
w studniach oddalonych od kana³u (numer VI-1 i VI-2). Widaæ zatem, ¿e zasolenie warstwy ma ograniczony zasiêg przestrzenny, gdy¿ w studniach numer VI-1 (fig. 5) i VI-2 (fig. 6),
oddalonych od kana³u rzeki S³upi o 400–600 m, wody podziemne wykazuj¹ naturalny, niezmieniony sk³ad chemiczny.
Przypuszczalny maksymalny zasiêg wp³ywu zasolonych wód
z kana³u na wody podziemne podczas jesienno-zimowych
wezbrañ sztormowych zaznaczono na figurach 5 i 6.
Do oceny warunków panuj¹cych w warstwie wodonoœnej
i ustalenia relacji pomiêdzy zasolonymi wodami kana³u rzeki
S³upi i wodami podziemnymi wykorzystano wskaŸniki hydrochemiczne takie jak: rNa/rCl, rSO4*100/rCl, rSO4/rCl
i rMg/rCa, gdzie r oznacza, ¿e stê¿enia podawane s¹
w mval/dm3 oraz Cl/Br, Ca/Sr i Mg/Sr, w których jednostk¹
koncentracji jonów s¹ w mg/dm3. WskaŸniki obliczono na
podstawie analiz z lutego 2004 r. (tab. 2). Przedstawione relacje jonowe pozwoli³y na porównanie specyficznych sk³adników powszechnie wystêpuj¹cych w wodach morskich, a które
tylko w niewielkich iloœciach spotyka siê w s³odkich wodach
podziemnych, jak na przyk³ad stront czy brom. Powoduje to,
i¿ wskaŸniki przyjmuj¹ charakterystyczne wartoœci dla ró¿nych genetycznie rodzajów wód. Interpretacjê dokonano
zgodnie z Macioszczyk (1987).
WskaŸniki hydrochemiczne obliczone dla wód Morza
Ba³tyckiego zgodne s¹ z wyznaczonymi przez Nguyen-Manh-
0,85
345,4
2,78
5,03
0,88
318,8
297,1
328,6
50,59
65
100,7
55
97,65
38,57
33
102,5
-Ha (1976) dla wód morskich w rejonie £eby. Analiza porównawcza wartoœci wskaŸników wód podziemnych ze studzien numer XXV-3A, II-1A, XXV-2A i XXX-1 i kana³u
rzeki S³upi wykazuje ró¿nice ze wskaŸnikami obliczonymi
dla wód Ba³tyku, lecz wyraŸnie wskazuje na mieszanie siê
wód morskich i kana³u oraz dalej – wód kana³u i podziemnych. Zaobserwowaæ mo¿na, i¿ w kanale rzeki S³upi wartoœci wskaŸników rNa/rCl, rSO4/rCl, rSO4*100/rCl, Cl/Br,
Ca/Sr obni¿aj¹ siê wyraŸnie w porównaniu z rzek¹ S³upi¹,
a jednoczeœnie s¹ one zbli¿one do wyznaczonych dla Morza
Ba³tyckiego (tab. 2). Natomiast, wody ze studzien numer
VI-1 i VI-2 wykazuj¹ce inny sk³ad jonowy w porównaniu
z pozosta³ymi studniami oraz z wodami kana³u, charakteryzuj¹
siê odmiennymi wartoœciami wskaŸników hydrochemicznyh,
które zbli¿one s¹ do uzyskanych dla wód rzeki S³upi.
Analiza wskaŸników hydrochemicznych, a tak¿e obecnoœæ w wodach kana³u rzeki S³upi i w wodach podziemnych
ze studzien numer XXV-3A, II-1A, XXV-2A i XXX-1 podwy¿szonych stê¿eñ jonów chlorkowych, siarczanów, sodu,
strontu, bromu oraz mineralizacji ogólnej œwiadczy o przewa¿aj¹cym udziale wód morskich w sk³adzie chemicznym wód
z kana³u i o znacz¹cym dop³ywie zasolonych wód kana³u rzeki S³upi do czwartorzêdowej warstwy wodonoœnej. Potwierdza siê równie¿ ograniczony zasiêg intruzji wód s³onych.
WNIOSKI
W Ustce w warstwie wodonoœnej z osadów czwartorzêdowych stwierdzono wystêpowanie podwy¿szonych stê¿eñ:
chlorków, sodu, potasu, strontu, bromu oraz wysok¹ mineralizacjê ogóln¹ przy jednoczesnym braku typowych wskaŸników zanieczyszczenia antropogenicznego, jakimi s¹ azotany
i jony amonowe. Iloœci jonów chlorkowych maksymalnie
wzros³y do 341 mgCl/dm3 przy mineralizacji 962 mg/dm3.
Obserwowane zasolenie by³o nierównomierne i wyraŸnie
zale¿a³o od po³o¿enia studni wzglêdem kana³u rzeki S³upi.
Najwy¿sze stê¿enia notowane by³y w wodach ze studni
po³o¿onych w odleg³oœci do 100 m od kana³u (studnie numer
XXV-3A, II-1A, XXV-2A i XXX-1).
Stwierdzono, ¿e cech¹ charakterystyczn¹ obserwowanego zasolenia wód podziemnych by³y zmiany sezonowe.
512
Ma³gorzata Pruszkowska-Caceres
Maksymalne stê¿enia chlorków notowano w miesi¹cach styczeñ–marzec. Ponadto zaobserwowano, i¿ strefa kontaktu
wód s³onych ze s³odkimi wodami podziemnymi o niezmienionym sk³adzie chemicznym po³o¿ona jest w rejonie studni
VI-1 i VI-2, co mo¿e œwiadczyæ, i¿ wody zasolone wnikaj¹
w g³¹b warstwy wodonoœnej na odleg³oœæ maksymalnie do
400 m od kana³u rzeki S³upi.
Ustalono, ¿e typ zasolenia obserwowanego w czwartorzêdowej warstwie wodonoœnej w Ustce wi¹¿e siê z wlewami
wód morskich do ujœciowego odcinka rzeki w okresie pod-
piêtrzenia wód rzecznych przez morze, podczas jesienno-zimowych wezbrañ sztormowych i nastêpnie przenikaniem
ich do p³ytkich wód gruntowych wystêpuj¹cych w osadach
plejstoceñsko-holoceñskich. Przeprowadzone badania potwierdzi³y tezê prezentowan¹ przez Kozerskiego i Pruszkowsk¹ (1996), którzy jednoczeœnie wykluczyli mo¿liwoœæ
zasolenia ascenzyjnego lub „m³odoreliktowego” czwartorzêdowej warstwy wodonoœnej w tym rejonie.
LITERATURA
FUSZARA P., 1998 — Szczegó³owa Mapa Hydrogeologiczna Polski 1:50 000 ark. Ustka. Pañstw. Inst. Geol., Warszawa.
GIRJATOWICZ J., 2009 — Miesiêczne i sezonowe charakterystyki
poziomów wody u polskiego wybrze¿a Ba³tyku. In¿ynieria
Morska i Geotechnika, 6: 445–451.
KOZERSKI B., PRUSZKOWSKA M., 1996 — O pochodzeniu zasolenia wód podziemnych polskiego wybrze¿a Ba³tyku. In¿ynieria Morska i Geotechnika, 1: 46–48.
MACIOSZCZYK A., 1987 — Hydrogeochemia. Wyd. Geol., Warszawa.
NGUYEN-MANH-HA, 1976 — Wp³yw wód morskich na zasolenie
wód podziemnych w strefie przybrze¿nej na odcinku £eby.
Rozprawa doktorska (1976), (nie publikowane) AGH, Kraków.
PIETRUCIEÑ C., 1983 — Regionalne zró¿nicowanie warunków
dynamicznych i hydrochemicznych wód podziemnych w strefie brzegowej po³udniowego i wschodniego Ba³tyku. Wyd.
UMK, Toruñ.
PRUSZKOWSKA M., 1996 — Wystêpowanie i wykorzystanie wód
podziemnych w rejonie Ustka–Rowy. In¿ynieria Morska i Geotechnika, 6: 390–394.
PRUSZKOWSKA-CACERES M., 2009 — Hydrogeochemia strefy
kontaktu wód s³ono-s³odkich na wybrze¿u Ba³tyku na
przyk³adzie rejonu Ustki. In¿ynieria Morska i Geotechnika, 6:
430–435.
TRZECIAK S., 2001 — Wiatry sztormowe na polskim wybrze¿u
Ba³tyku. Monografia, WSM, 36. Seria Studia.
SUMMARY
This study was conducted in Ustka, located in the Northern Poland in the Baltic sea shore. Locally, in the aquifer of
the Quaternary sediments there were found high concentrations of chloride, sodium, potassium, strontium and bromine
ions, as well as high values of TDS. Chlorines reached
the concentration: 341 mg/dm3 and total dissolved solids:
962 mg/dm3.
It was found that groundwater salinity depends on the location of the wells, especially on a distance of the S³upia River
channel. The highest concentrations were observed in groundwater from wells located closer than 100 m from the channel
(number of wells XXV-3A, II-1A, 2A and XXV–XXX-1).
It was stated, that the characteristic feature of the groundwater salinity was its seasonal changes. The maximum
concentration of chloride ions was observed between January
and March. Besides, it was observed that the contact zone between salt water and natural groundwater is located in the vicinity of wells VI-1 and VI-2, which can prove, that the salt
water intrusion into the aquifer reaches the distance of 400 m
from the channel of the S³upia River.
It was stated that the most possible source of chloride, sodium, potassium, strontium and bromine ions in the Quaternary aquifer in Ustka have to be considered with autumn and
winter storms and sea water intrusions into the S³upia River.
Finally, the saline water of the river flow into the groundwater, causing the observed changes in their chemical
composition.